Noise Theory and Application to Physics: From Fluctuations to Information

در بسیاری از موقعیت‌ها، کمیت‌های فیزیکی مختل می‌شوند یا به روشی کاملاً قابل پیش‌بینی تکامل نمی‌یابند. سپس در مورد نویز یا نوسانات صحبت می کنیم و به طور کلی با سؤالات مختلفی روبرو می شویم مانند: مدل های فیزیکی صحیح برای توصیف آنها چیست؟ کاربردی ترین ابزارهای ریاضی برای مقابله با آنها چیست؟ چگونه می توان اطلاعات مربوطه را در حضور نویز استخراج کرد؟

تئوری نویز و کاربرد آن در فیزیک شرح دقیقی از پیشینه نظری و ابزارهای عملی برای تحلیل نویز و نوسانات ارائه می دهد. این نه تنها توصیفات و خصوصیات ریاضی پایه نویز و نوسانات را معرفی می کند، بلکه منشا فیزیکی مدل های مختلف نویز را نیز مورد بحث قرار می دهد و برخی روش های آماری را ارائه می دهد که اندازه گیری ها را در حضور چنین نوساناتی بهینه می کند.

تئوری نویز و کاربرد آن در فیزیک تعدادی از ایده ها در مورد نویز و نوسانات را در یک کتاب در رابطه با احتمالات و فرآیندهای تصادفی، نظریه اطلاعات، فیزیک آماری و استنتاج آماری بررسی می کند. مفاهیم مختلف با مثال‌های کاربردی بسیاری از علم فیزیک و مهندسی نشان داده شده‌اند و مسائل مربوط به راه‌حل‌ها به خواننده اجازه می‌دهد هم درک خود را بررسی کند و هم برخی از جنبه‌ها را عمیق‌تر کند.

در واقع، هدف اصلی نظریه نویز و کاربرد آن در فیزیک این است که راهنمای عملی برای خواننده برای رفتن از نوسان به اطلاعات باشد. بنابراین برای دانشجویان کارشناسی یا کارشناسی ارشد و محققان در فیزیک و علوم مهندسی بسیار جالب خواهد بود.

In many situations, physical quantities are perturbed or evolve in a not fully predictable way. We then speak about noise or fluctuations and we are generally faced to different questions such as: What are the correct physical models to describe them? What are the most practical mathematical tools to deal with them? How can relevant information be extracted in the presence of noise?

Noise theory and application to physics provides a precise description of the theoretical background and practical tools for noise and fluctuation analyses. It not only introduces basic mathematical descriptions and properties of noise and fluctuations but also discusses the physical origin of different noise models and presents some statistical methods which optimize measurements in the presence of such fluctuations.

Noise theory and application to physics investigates a number of ideas about noise and fluctuations in a single book in relation with probability and stochastic processes, information theory, statistical physics and statistical inference. The different notions are illustrated with many application examples from physics and engineering science and problems with solutions allow the reader to both check his understanding and to deepen some aspects.

Indeed, the main objective of Noise theory and application to physics is to be a practical guide for the reader for going from fluctuation to information. It will thus be of great interest to undergraduate or postgraduate students and researchers in physics and engineering sciences.